收藏本站
《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于有机小分子材料的光探测器制作及性能研究

吴双红  
【摘要】:有机小分子材料在高灵敏度、高响应速度和廉价的光电探测器领域具有很大的应用潜力。本论文在研究有机探测器的物理理论基础上,制作了一系列基于有机小分子材料、响应波长范围不同的探测器,并对器件的性能进行了进一步地优化。 首次利用m-MTDATA作给体材料,Bphen作受体材料,TPD做半透明阴极Al外的光调节层和保护层,制作了响应波长峰值在280nm的高效深紫外有机探测器。在强度为0.428 mW/cm~2的280nm光照射下,-8V时器件光响应度为257.5mA/W。利用Cs_2CO_3掺杂Bphen作为电子传输层,光响应度提高到了309 mA/W,比探测率为1×10~(12) cmHz1/2/W。在强度为0.18 mW/cm~2的280nm UV光连续照射下器件的工作寿命为400分钟。 制作了以BAlq为电子受体材料的高效紫外探测器。同Gaq做受体相比,BAlq在紫外部分吸收更强,且电子迁移率高。在强度为1.2 mW/cm~2的365nm紫外光照射下,其探测器响应度-7V时为514 mA/W,比本组已报道的基于Gaq的器件提高了52%。并从LUMO和HOMO能级、激基复合物发射强度等方面对器件性能提高的原因进行了分析。在室温周围环境365nm紫外光照射下,未封装的器件光电流响应经过1000分钟衰减到原来的67%,其寿命远远大于17个小时。 以二价的金属-八羟基喹啉配合物(Beq、Mgq、Znq)为受体、m-MTDATA为给体,研究了体异质结的能量传递型高效紫外探测器。在强度为1.2 mW/cm~2的365nm紫外光照射下,-8V时器件的响应度范围为140-192 mA/W。通过给、受体混合薄膜的光致发光光谱分析,发现器件中光子在受体中辐射损耗是光生载流子损失的最主要途径。 有机小分子材料可以使器件结构的设计灵活多样。以TiOPc为给体材料, PTCDI-C8与F_(16)CuPc共掺杂体为受体材料,制作了响应波长为200-900nm的宽波段、外量子效率均高于20%的高效有机小分子探测器。器件的比探测率为1×10~(12) cmHz1/2/W,响应时间为56 ns。高效的器件性能获得,一方面是由于采用两个D/A异质结体系m-MTDATA(D)/TiOPc(A)和TiOPc(D)/F_(16)CuPc: PTCDI-C8(A)的叠加;另一方面是选择了能级匹配和电荷迁移率高的给受体材料。由于该探测器的高响应速度和对深紫外的灵敏性,其在军事应用上有很大的潜力,如导弹追踪、光学通信和化学/生物传感等等。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN23

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 宋文波,陈旭,吴芳,田文晶,马淤光,许宏鼎;有机/聚合物材料体系能带结构的表征──电化学方法研究[J];高等学校化学学报;2000年09期
2 袁仁宽,沈今楷,孔凡;有机半导体研究进展[J];固体电子学研究与进展;2003年01期
3 阮宁娟;苏云;;国外紫外空间探测器发展综述[J];航天返回与遥感;2008年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁平;曹铃;宋学萍;程晓敏;孙兆奇;;Ag-聚酯复合薄膜的微结构与光学性能研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年02期
2 韩名君;赵阳;柯导明;;部分重叠双栅MOSFET特性的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2012年02期
3 王元庆,宗兴森;光电式液滴传感器[J];安徽机电学院学报;1996年02期
4 董晓庆;;一种环金属化铱配合物光电性质的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2012年02期
5 张君和;;小功率光晶闸管及其应用[J];半导体光电;1991年01期
6 张君和;;提高光电二极管光/暗电流比值的途径[J];半导体光电;1991年03期
7 白人骥,赵杰;有机聚合物材料的电致发光及其应用[J];半导体光电;2000年03期
8 易萍;CCD输出二极管反向漏电机理的研究[J];半导体光电;2001年06期
9 张邵华,施红军,林言方;光电耦合隔离放大器的频率响应研究[J];半导体光电;2003年01期
10 张媛媛,丁双朋,陈炳若;硅双结型色敏器件蓝紫响应度的研究与改善[J];半导体光电;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 文玉梅;张敏;李平;文静;王科;;LED光致/电致发光的p-n结温度差异及其对光电特性的影响[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 祁争健;孙岳明;肖英博;颜大志;何艳芳;虞婧;韦斌;徐希恒;;新型双向传输型区域规整噻吩嵌段共聚物的合成与研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
3 杜洪;周禾丰;卜维亮;陈简;王艳丽;王华;刘旭光;许并社;;铽与苯甲酰丙酮和邻菲啰啉配合物的合成及性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
4 周士芸;谢泉;闫万珺;陈茜;;CrSi_2能带结构和光学性质的第一性原理研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
5 杜新瑜;王向伟;王江枫;周洁;;变色伪装材料研究关键技术[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
6 陈茜;谢泉;闫万珺;杨创华;赵凤娟;;Mg_2Si电子结构及光学性质的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
7 杨辉;谢卫;张拴勤;潘家亮;;纳米周期结构红外隐身材料的制备及性能分析[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
8 董志芳;;功率MOSFET低温工作特性分析[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
9 王云;李宝河;李长江;;基于虚拟仪器技术的真实传感器实验[A];2005年全国高校非物理类专业物理教育学术研讨会论文集[C];2005年
10 涂才根;刘诺;张曦;;Nb掺杂BaTiO3的电子结构研究[A];2009年中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李蛟;PEDOT:PSS薄膜的掺杂改性及其在有机太阳能电池中的应用研究[D];中国海洋大学;2010年
2 程乘;SOA非线性应用关键参数的测量[D];华中科技大学;2010年
3 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
4 杨洪东;硅基应变引入方法与MOS器件相关基础研究[D];电子科技大学;2010年
5 黄林勇;锌基氧(硫)化锌微纳米结构的合成、表征、光电性质及生长机理研究[D];山东大学;2010年
6 杨志胜;有机基太阳能电池中有序结构材料及其界面和性能[D];浙江大学;2010年
7 冯继昌;荧光共轭聚合物的合成、表征及荧光传感特性[D];浙江大学;2010年
8 汪青;溶胶—凝胶技术在纺织品多功能整理中的应用[D];东华大学;2010年
9 许慧侠;苯并噻唑类有机金属络合物的分子结构与光电特性的研究[D];太原理工大学;2010年
10 龚丽;ZnO基透明导电膜的制备与掺杂研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李寅鑫;高功率GaAs光电导开关设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 陈鑫;杂环聚合物的合成与光电性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 张秀芳;硅、锗切割片的损伤层研究[D];浙江理工大学;2010年
4 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
5 王志鹏;基于拉曼光谱下的A_2(MoO_4)_3材料热膨胀性研究[D];郑州大学;2010年
6 崔震宇;电子证据可靠性问题分析[D];华东政法大学;2010年
7 郭东歌;基于LPFGs氢敏探测器的研究[D];郑州大学;2010年
8 杜娟;便携式现场甲醛检测仪的设计[D];郑州大学;2010年
9 王方文;侧基横挂偶极单元的液晶聚对苯撑乙炔的合成及性质表征[D];郑州大学;2010年
10 程慧;正交相Y_2Mo_3O_(12)薄膜的制备及光吸收性能研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 孙景志,陈聿,吴芳,马於光,田文晶,沈家骢;带不同推电子基团二聚苯撑乙烯的电子结构与发光性能[J];高等学校化学学报;1999年10期
2 吴芳,田文晶,张厚玉,马於光,沈家骢,支志明;Os(Ⅱ)配合物的电化学性质及其电子能级结构[J];高等学校化学学报;1998年10期
3 田文晶,马於光,沈家骢;电注入发光聚合物的能带工程[J];高分子通报;1996年02期
4 李永舫,裴启兵;共轭聚合物发光电池[J];高分子通报;1997年01期
5 陈世平;“火星快车”的有效载荷[J];国际太空;2004年07期
6 芦汉生,白廷柱,钟生东,张忠廉;紫外告警技术的现状与分析[J];光学技术;2000年04期
7 唐绍凡,沈洪兵;天基导弹紫外预警及紫外预警探测仪[J];航天返回与遥感;2003年04期
8 张燕;龚海梅;白云;陈亮;许金通;汤英文;游达;赵德刚;郭丽伟;李向阳;;空间用紫外探测及AlGaN探测器的研究进展[J];激光与红外;2006年11期
9 郑厚植;分数量子霍尔效应——1998年诺贝尔物理学奖介绍[J];物理;1999年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许雪林,李娜,刘恩科;Ge_(0.4)Si_(0.6)/Si超晶格光探测器与Si波导的集成探讨:光场分析[J];固体电子学研究与进展;1997年04期
2 ;光探测与器件[J];中国光学与应用光学文摘;1999年03期
3 徐玉峰;黄永清;黄辉;倪海桥;牛智川;任晓敏;;1.3μm InGaNAs/GaAs多量子阱“一镜斜置三镜腔”光探测器[J];光电子.激光;2009年01期
4 陈天玉;;人眼安全激光测距机用的探测器[J];激光技术;1984年03期
5 李淑芳;硅衬底上分子束外延高性能平面GaAS/A1_(0.3)Ga_(0.7)As肖特基势垒光探测器[J];固体电子学研究与进展;1992年04期
6 刘凯,郭威,黄永清,任晓敏,李建新,马骁宇;新型谐振腔增强型(RCE)光探测器的实验研究[J];光电子.激光;1999年03期
7 ;光探测器与光学系统、光学跟踪[J];电子科技文摘;2006年01期
8 苗昂;黄永清;李轶群;吴强;黄辉;任晓敏;;流图法在光探测器芯片高频特性测量校准上的应用[J];半导体学报;2007年03期
9 吕正;姚和军;吕亮;;红外发光二极管辐射强度的测量[J];红外;2007年11期
10 常玉春,罗海林,王玉琦;具有穿通基区的双极晶体管光探测器的噪声特性研究[J];功能材料与器件学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王伟;黄永清;段晓峰;蔡世伟;郭经纬;黄辉;任晓敏;;基于双吸收结构的谐振腔增强型光探测器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 陈娣;刘彬;;基于ZnO布的柔性光探测器和可循环光催化剂[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年
3 黄永清;段晓峰;王伟;颜强;邸菁;任晓敏;黄辉;王琦;;单片集成长波长四镜三腔谐振腔增强型(RCE)半导体光探测器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 张燕;P.Wellenius;J.F.Muth;L.Lunardi;;离子束核转变掺杂氧化锌光探测器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 张新亮;;浅析《光纤通信系统》课程的教学[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
6 胡以华;;低轨导弹预警卫星的多光谱目标探测与识别能力分析[A];第六届成像光谱技术与应用研讨会文集[C];2006年
7 侯立飞;李芳;杨国洪;刘慎业;;利用CVD金刚石探测器测量软X光辐射温度[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
8 易荣清;孙可煦;杨国洪;刘慎业;;光电导探测器灵敏度标定[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
9 孙筱虹;陆敏捷;;有关塑料光纤测试的研究[A];中国通信学会2002年光缆电缆学术年会论文集[C];2002年
10 吕正;;对LED发光强度测量标准设定两种距离的质疑[A];海峡两岸第十三届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报驻华盛顿记者  徐启生 吴建友;美国机场X光安检受质疑[N];光明日报;2007年
2 本报通讯员 刘军杰 本报记者 谭国伦;世维通——光通讯发展的开拓者[N];廊坊日报;2006年
3 本报记者 刘洪宇;“光脑”渐近[N];中国计算机报;2009年
4 徐建华;我国光通信计量水平实现新突破[N];中国质量报;2005年
5 董德山;制造技术和产品的发展趋势[N];甘肃经济日报;2000年
6 记者 曾 星;我国光通信计量研究取得重大突破[N];中国国门时报;2005年
7 郅诗厄;半导体家族的后起之秀 砷化镓[N];北京科技报;2002年
8 佳莹;中科镓英立志实现以砷化镓为代表的半导体产业化[N];中国有色金属报;2003年
9 陈建辉  ;照明节电可再造一个“三峡工程”[N];经济日报;2004年
10 彭会安;大连崛起世界水准光产业园[N];中华建筑报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡服全;基于微纳结构高性能光探测器的研究[D];北京邮电大学;2013年
2 王俊博;基于金属配合物的有机光伏型光探测器的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
3 张爽;用于紫外光探测器的TiO_2及其复合氧化物的结构和光学性质研究[D];吉林大学;2004年
4 段晓峰;用于WDM光网络的集成解复用接收器件的研究[D];北京邮电大学;2010年
5 刘鸿飞;可校准电压的电光探测技术[D];吉林大学;2006年
6 吴双红;基于有机小分子材料的光探测器制作及性能研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
7 陈丽莉;基于光伏二极管的紫外有机探测器件性能研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
8 王伟;基于Fabry-Pérot滤波腔的WDM集成解复用接收器件的研究[D];北京邮电大学;2012年
9 尚玉峰;基于微纳结构集成光接收器件及关键工艺的研究[D];北京邮电大学;2012年
10 李轶群;单片集成光接收机前端关键技术及相关新型光电子器件的研究[D];北京邮电大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王莉;用于波分复用系统中具有平顶陡边响应的光探测器的研究[D];北京邮电大学;2011年
2 霍焕潇;高性能光探测器的研发与测试[D];北京邮电大学;2012年
3 颜强;高性能光探测器设计与性能测量研究[D];北京邮电大学;2012年
4 贺达敏;光通信中高性能光探测器的性能分析及其测试方法的研究[D];北京邮电大学;2013年
5 许文彪;光探测器等效电路模型的建立与参数提取[D];电子科技大学;2011年
6 谢三先;新型谐振腔增强型双吸收层光探测器的研究[D];北京邮电大学;2011年
7 赵宝新;光通信系统中可调谐光探测器及光接收电路的研究[D];北京邮电大学;2012年
8 田佳;新型高性能长波长PIN光探测器的设计研究[D];北京邮电大学;2013年
9 张学强;光通信中Si基集成解复用光接收器的研究[D];北京邮电大学;2013年
10 杨一粟;新型亚波长光栅及其在通信光探测器中应用的研究[D];北京邮电大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026